Со временем серебряные изделия покрываются тёмным налётом оксида серебра. Очистить изделия можно, погрузив их на несколько минут в раствор пероксида водорода. Расставьте стехиометрические коэффициенты в реакции, которая происходит на поверхности серебряных изделий.

Решение:

Реакция происходит между оксидом серебра (I) и пероксидом водорода:

\( \text{Ag}_2\text{O} + \text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow \text{Ag} + \text{H}_2\text{O} + \text{O}_2 \)

Чтобы расставить коэффициенты, сбалансируем атомы каждого элемента:

1. Серебро (Ag): Слева 2 атома Ag, справа 1 атом Ag. Поставим коэффициент 2 перед Ag справа: \( \text{Ag}_2\text{O} + \text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow 2\text{Ag} + \text{H}_2\text{O} + \text{O}_2 \)
2. Кислород (O): Слева 1 (в Ag₂O) + 2 (в H₂O₂) = 3 атома O. Справа 1 (в H₂O) + 2 (в O₂) = 3 атома O. Кислород сбалансирован.
3. Водород (H): Слева 2 атома H (в H₂O₂), справа 2 атома H (в H₂O). Водород сбалансирован.

Однако, реакция подразумевает окислительно-восстановительный процесс, где пероксид водорода выступает как окислитель, а оксид серебра как восстановитель. В таком случае, реакция будет выглядеть следующим образом:

\( \text{Ag}_2\text{O} + \text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow 2\text{Ag} + \text{H}_2\text{O} + \text{O}_2 \)

Проверим баланс:

• Ag: +1 → 0 (восстановление)
• O: -1 (в H₂O₂) → -2 (в H₂O) (восстановление)
• O: -2 (в Ag₂O) → 0 (в O₂) (окисление)

Чтобы сбалансировать окислительно-восстановительный процесс, нам нужно:

• Увеличить число атомов O, которые окисляются до O₂.
• Сбалансировать перенос электронов.

Корректная сбалансированная реакция:

\( \text{Ag}_2\text{O} + \text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow 2\text{Ag} + \text{H}_2\text{O} + \text{O}_2 \)

Пересчитаем атомы:

• Ag: Слева 2, справа 2.
• H: Слева 2, справа 2.
• O: Слева 1 (в Ag₂O) + 2 (в H₂O₂) = 3. Справа 1 (в H₂O) + 2 (в O₂) = 3.

В данном случае, коэффициенты 1, 1, 2, 1, 1 должны были бы сбалансировать реакцию, если бы мы имели дело с чистым серебром. Для оксида серебра реакция будет:

\( \text{Ag}_2\text{O} + \text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow 2\text{Ag} + \text{H}_2\text{O} + \text{O}_2 \)

Сбалансируем:

1. Ag: \( \text{Ag}_2\text{O} \rightarrow 2\text{Ag} \) (коэффициент 2 перед Ag)
2. O₂: \( \text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{O} + \text{O}_2 \) (нужен коэффициент 1/2 перед O₂, или 1 перед H₂O₂ и 1 перед H₂O, но это приведет к дисбалансу O).

Чтобы избежать дробных коэффициентов, умножим всё уравнение на 2:

\( 2\text{Ag}_2\text{O} + 2\text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow 4\text{Ag} + 2\text{H}_2\text{O} + 2\text{O}_2 \)

Проверим:

• Ag: Слева 2*2 = 4. Справа 4.
• H: Слева 2*2 = 4. Справа 2*2 = 4.
• O: Слева 2*1 + 2*2 = 6. Справа 2*1 + 2*2 = 6.

Однако, это не совсем корректно для этой реакции, поскольку H₂O₂ разлагается. Корректная реакция с коэффициентами:

\( \text{Ag}_2\text{O} + \text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow 2\text{Ag} + \text{H}_2\text{O} + \text{O}_2 \)

В этой реакции степени окисления:

• Ag в Ag₂O: +1
• O в Ag₂O: -2
• H в H₂O₂: +1
• O в H₂O₂: -1
• Ag в Ag: 0
• H в H₂O: +1
• O в H₂O: -2
• O в O₂: 0

Окисление: O⁻¹ → O⁰ (в O₂) (потеря 1 электрона на атом, 2 электрона на молекулу O₂). \( 2\text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O} + \text{O}_2 \)

Восстановление: Ag⁺¹ → Ag⁰ (получение 1 электрона на атом Ag). \( \text{Ag}_2\text{O} + 2e^- \rightarrow 2\text{Ag} + \text{O}^{2-}(\text{в H}_2\text{O}) \)

Чтобы сбалансировать электроны (2 электрона потеряны, 2 электрона приняты), нам нужно:

1 моль \( \text{Ag}_2\text{O} \) реагирует с 1 моль \( \text{H}_2\text{O}_2 \).

\( \text{Ag}_2\text{O} + \text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow 2\text{Ag} + \text{H}_2\text{O} + \text{O}_2 \)

Проверим атомы:

• Ag: Слева 2, справа 2.
• H: Слева 2, справа 2.
• O: Слева 1 (в Ag₂O) + 2 (в H₂O₂) = 3. Справа 1 (в H₂O) + 2 (в O₂) = 3.

Итак, правильные коэффициенты:

\( 1 \text{Ag}_2\text{O} + 1 \text{H}_2\text{O}_2 \rightarrow 2 \text{Ag} + 1 \text{H}_2\text{O} + 1 \text{O}_2 \)

Ответ: 1 Ag₂O + 1 H₂O₂ → 2 Ag + 1 H₂O + 1 O₂